Présentation de la Direction de l`Action Scientifique et Technique
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Présentation de la Direction de l’Action Scientifique et Technique (DAST) : R&D, Expertise, Formation Contacts CM DAST (nom.pré[email protected]) Ecotoxicologie : Olivier Perceval Ingénierie écologique : Véronique Nicolas Economie : Sarah Hernandez Biodiversité & Changement climatique : Nirmala Séon-Massin Sociologie : Carine Gendrot Pollutions diffuses : Nicolas Domange Chimie : Pierre-François Staub Hydrologie quantitative : Pascal Maugis Hydromorphologie : Jean-Marc Baudoin Formation : Romuald Berrebi Valorisation : Véronique Barre Europe : Frédérique Martini Epuration : Stéphane Garnaud Migrateurs amphihalins : Laurent Beaulaton Espèces invasives et patrimoniales : Nicolas Poulet Bioindication et fonctionnement des écosystèmes : Yorick Reyjol Objectifs 2009-2012 1. Orienter et animer la recherche finalisée sur l’eau 2. Piloter des projets de R&D 3. Renforcer les capacités collectives d’expertise 4. Mettre les savoirs à disposition des acteurs de l’eau 6 thèmes de structuration scientifique et technique : Gestion de la ressource en eau Dynamique physique des milieux aquatiques Dynamique des biocénoses aquatiques Contaminants chimiques et risques écotoxicologiques Techniques pour la réduction des pollutions Socio-économie Objectif 1 : Orienter et animer la recherche finalisée sur l’eau Définir les stratégies de R&D au niveau national Faire émerger les besoins opérationnels Influencer les orientations de la recherche sur l’eau en France et en Europe (« SPI activity » : copilotage DGRecherche / Onema) Objectif 2 : Conduire des projets R&D pour soutenir les politiques de l’eau et des milieux aquatiques - Programmation coordonnée avec les Agences de l’Eau - Accords pluriannuels avec organismes de recherche - Equipes conjointes avec des unités de recherche (pôles Onema-Cemagref de Lyon, Aix et pôle OnemaCemagref-IMFT Toulouse) Les programmes de recherche (crédits incitatifs) Programmes dédiés aux équipes françaises EUROPE ANR Agence Nationale de la Recherche MEDDTL Objectifs Estimation du volume financier moyen annuel sur l’eau et des milieux aquatiques PCRD (projets finalisés) et LIFE (développement) produire de nouvelles connaissances (recherche amont) Recherche finalisée (politiques publiques) 6,5 M€ (dédiés aux équipes françaises) 12 M€ 2 M€ Ministère en charge de l’Ecologie ONEMA/Agences (DAST : 12 M€) R&D finalisée et opérationnelle Régions Infrastructures et bourses thèses 16 M€ Objectif 3 : Renforcer les capacités collectives d’expertise Coordinations et participations à des groupes techniques Expertises scientifiques collectives, synthèses Démonstrations et opérations pilotes 7 synthèses élaborées et diffusées en 2009 : médicaments, mésocosmes, économie, changement climatique, « science policy interfacing », « eel stock and fishery in France 2008-2009 », méthodes d’analyse chimique des contaminants aquatiques 9 synthèses élaborées et diffusées en 2010 : Changement climatique, impacts sur les milieux aquatiques et conséquences pour la gestion, mésocosmes : des outils pour les gestionnaires de la qualité des milieux aquatiques, le bon état des milieux aquatiques à la lumière des concepts scientifiques de l’ingénierie écologique, éléments d'hydromorphologie fluviale, les filières vertes "eau et assainissement‘, prospective AQUA 2030… Objectif 4 : Mettre les savoirs à la disposition des acteurs de l’eau - Diffuser l’information technique : séminaires, portail, documents techniques - Coordination de l’offre de formation continue professionnelle avec offre Onema ciblée sur les praticiens - Portail d’information technique http://www.documentation.eaufrance.fr Fin 2009 : 31097 références (dont 6084 documents plein texte) Fin 2010 : 45483 références http://www.onema.fr/-Publications- L’Onema : un acteur central pour la mise en œuvre de la Directive Cadre Européenne sur l’Eau La DCE : quelques notions de base La directive-cadre sur l'eau (DCE) 2000/60/CE, adoptée le 23 octobre 2000 au niveau européen, impose aux différents états membres de maintenir ou restaurer le bon état des écosystèmes aquatiques superficiels et souterrains d’ici 2015 (dérogations possibles mais ultime limite = 2027) - Le bon état des eaux superficielles (cours d’eau, plans d’eau, eaux de transition, eaux littorales) est défini en fonction d’un état chimique d’une part et d’un état écologique d’autre part. - Le bon état des eaux souterraines (nappes) est défini en fonction d’un état chimique d’une part, et d’un état quantitatif d’autre part (pas de considération directe de l’état écologique). La DCE : quelques notions de base La directive-cadre sur l'eau (DCE) 2000/60/CE, adoptée le 23 octobre 2000 au niveau européen, préconise de travailler à l'échelle de « districts hydrographiques » (incluant les DOM !!). La DCE : quelques notions de base La mise en œuvre de la Directive Cadre sur l'Eau (DCE) a donné lieu en 2004 à une première caractérisation de « masses d'eau » dans chaque district hydrographique. La masse d'eau est le découpage territorial élémentaire des milieux aquatiques, destinée à être l'unité de gestion de la DCE. Cette caractérisation a été affinée et selon la dernière mise à jour publiée en novembre 2011 on compte 10 971 masses d'eau en France métropolitaine et 1 179 dans les DOM, tous milieux aquatiques confondus. DCE - Les programmes de mesures (PDM) Établi pour la période 2010-2015 par district hydrographique, le programme de mesures (PDM) constitue l’ensemble des mesures réglementaires, financières ou contractuelles à mettre en œuvre pour atteindre les différents objectifs fixés par le schéma directeur d’aménagement et de gestion des eaux (SDAGE) 2010/2015, en application de la directive-cadre sur l’eau (DCE). Les objectifs des PDM se rapportent notamment (mais pas seulement) à l’obtention des niveaux de qualité souhaités pour les masses d’eau superficielles, continentales et littorales, et les masses d’eau souterraine. Ces programmes de mesure sont établis pour une durée de 6 ans (2010-2015, 2016-2021, 2022-2027). Estimation du coût total des PdM pour la période 2010-2015 = 26 milliards d’euros. Le bon état des eaux superficielles Bon état État écologique Très bon Bon Moyen Médiocre Mauvais État chimique ☺ et ☺ Bon Pas bon Le bon état chimique : Bon Mauvais Défini à partir de normes concernant 41 substances prioritaires (liste révisée tous les 4 ans). Support à prélever : eau ou sédiments selon les substances. Principe de l’élément déclassant : si un seul paramètre dépasse les valeurs-seuils, il y a non-respect du bon état chimique. stop ! Le bon état écologique : un principe plus complexe 1. Suppose la définition de conditions de référence (c’est-à-dire des conditions en absence de perturbations humaines, ou en présence de très faibles perturbations) 2. Se base sur différents éléments de qualité biologique (algues, macrophytes, invertébrés, poissons), pour les différentes catégories de masses d’eau (cours d’eau, plans d’eau, eaux de transition, eaux littorales). 3. Se base aussi sur la physico-chimie et l’hydromorphologie, dans la mesure où ces paramètres soutiennent la biologie. Conditions de référence Très bon Bon Moyen Principe de l’élément déclassant stop ! Médiocre Mauvais Zone de tolérance (Ecart à la référence) Les bioindicateurs : définition Un bioindicateur (au sens de la DCE) est une combinaison de différents paramètres de la communauté biologique présente (occurence, abondance, biomasse), prenant en compte soit les espèces en elles-mêmes, soit leurs caractéristiques en termes de traits biologiques, et qui renseigne sur l’état écologique du milieu. Un outil de bioindication DCE-compatible permet d’appréhender l‘effet de pressions anthropiques de différentes natures (chimique, hydromorphologique) et différentes intensités sur la structure des communautés. Vers une approche holistique de « l’état de santé » des milieux aquatiques Invertébrés benthiques Diatomées Poissons Macrophytes Check-up de l’état de santé du milieu Intérêts de la prise en compte de la biologie pour la gestion des milieux aquatiques Un bioindicateur opère une triple intégration : Intégration dans le temps de la variabilité du milieu Ex : la structure en classes de taille de populations de poissons peut refléter un dysfonctionnement du système se traduisant par des problèmes démographiques. Intégration dans l’espace (continuum AM-AV) de la variabilité du milieu Ex : la présence de certaines guildes trophiques d’invertébrés ou de cortèges algaux peuvent refléter un dysfonctionnement du milieu dans des zones localisées bien en amont. Intégration de différentes pressions anthropiques touchant le milieu Ex : les poissons sont susceptibles de refléter des dysfonctionnements tant sur le plan chimique (enrichissement en matière organique) que hydromorphologique. Permet de faire des liens avec le fonctionnement des systèmes Ex : indicateurs basés sur des métriques en lien avec des grandes fonctions biologiques (alimentation, reproduction). Permet de faire des liens avec la gestion de la Biodiversité Ex : liens Bon état / Biodiversité / Services Eléments de Qualité Biologique (EQB-DCE) Cours d’eau Plans d’eau Eaux de transition Phytoplancton Phytoplancton Phytoplancton Phytoplancton Macrophytes et phytobenthos Macrophytes et phytobenthos Algues macroscopiques Algues macroscopiques Faune benthique invertébrée Faune benthique invertébrée Angiospermes Angiospermes Faune benthique invertébrée Faune benthique invertébrée Ichtyofaune Ichtyofaune Ichtyofaune Eaux côtières Une obligation de la DCE : le respect des conditions normatives (Annexe V) Ex : Macro-invertébrés en rivières La composition et l'abondance taxinomiques correspondent totalement ou presque totalement aux conditions non perturbées. Légères modifications dans la composition et l'abondance des taxa d'invertébrés par rapport aux communautés caractéristiques. La composition et l'abondance des taxa d'invertébrés diffèrent modérément de celles des communautés caractéristiques. Très bon état Bon état Etat moyen Ces conditions normatives existent pour chacun des EQB de chacune des catégories d’eau Détail des conditions normatives pour les EQB « Rivières » Principales étapes de développement d’un bioindicateur DCE-compatible Diatomées Macrophytes Invertébrés benthiques Poissons Principales étapes de développement d’un bioindicateur 1 – Mise en place d’un réseau d’échantillonnage Réseau de Contrôle et de Surveillance (RCS) – Cours d’eau Principales étapes de développement d’un bioindicateur 2 – Identification de sites de référence à l’échelle nationale Sites non perturbés ou très faiblement perturbés Réseau de sites de référence – Cours d’eau Pôle Onema/Cemagref de Lyon Principales étapes de développement d’un bioindicateur 3 – Collecte des données / Tri / Détermination Principales étapes de développement d’un bioindicateur 4 – Bancarisation des données Sites Profondeur, turbidité, substrat… Habitat Espèce 1, Espèce 2, Espèce 3… Faune/Flore Chenalisation, nutriments… Pressions Principales étapes de développement d’un bioindicateur 5 – Etude des relations pressions/impacts Habitat Faune / Flore Pressions C’est l’étude du lien spécifique entre pressions anthropiques et communautés biologiques qui permet le développement d’outils de bioindication Nécessité incontournable de disposer de données « pressions » Principales étapes de développement d’un bioindicateur 5 – Etude des relations pressions/impacts (suite) Métrique A Métrique B Test de sensibilité des métriques aux pressions (par rapport à un état de référence), en lien avec les conditions normatives de la DCE : Pression 1 OUI P1 ENV P2 Pression 2 NON Sélection des métriques les plus sensibles aux différents types de pressions, ou à des « cocktails » de pressions (ex : tous types de pressions hydromorphologiques confondues) Principales étapes de développement d’un bioindicateur + Pression 1 Métrique A Métrique A 6 – Finalisation de l’indice Pression 2 Agrégation des métriques en un indice (Métrique 1 + Métrique 2…+ Métrique N) Test et validation de l’indice. Limite : un EQB donné ne répond pas à tous les types de pressions 2 niveaux de complémentarité : • Entre métriques (ex : métrique lithophiles / métrique omnivores dans IPR) • Entre différents EQB (ex : poisson - hydromorphologie ; diatomées - chimie) Quelques exemples de relations pressions-impacts connues Ex 1 : Chl-A en lac Lien entre densité de population et Chl-A (plans d’eau) Lien entre Phosphore total et Chl A (plans d’eau) Force motrice Pression Quelques exemples de relations pressions-impacts connues Ex 2 : Poissons en estuaire Cadre conceptuel sous-jacent PDM DPSIR : Drivers – Pressures – States – Impacts – Responses Millenium Ecosystem Assessment Jusqu’ici les choses sont assez simples, mais… Les travaux d’intercalibration européenne Les objectifs des travaux d’intercalibration sont de : - S’assurer du respect des conditions normatives de la DCE pour les outils de bioindication, pour tous les EQB et toutes les catégories de masses d’eau : - Conditions de référence comparables (sites non ou peu perturbés) - Existence d’une réponse de l’indicateur aux pressions - Vérifier la comparabilité de ces limites entre les états-membres. Niveau d’exigence similaire à travers l’Europe. Très bon Bon Moyen Médiocre Mauvais Limite Bon/Très bon Limite Bon/Moyen Réseaux de sites d’intercalibration Ex : EQ Poisson / Rivières Métrique commune E C Moyenne ou Médiane (G/M) + 1/4 D -1/4 A B F G Etats Membres La règle est que les méthodes nationales doivent être au minimum juste au dessus de la moyenne/médiane calculée sur la métrique commune. Les méthodes B et G doivent modifier leurs bornes. Incertitude de l’évaluation de l’état La Directive Cadre Européenne sur l’Eau mentionne deux aspects concernant le volet « Confiance et Précision » : 1 – L’attribution d’un niveau de confiance de l’état écologique. Celui-ci doit se faire par masse d’eau. 2 - L’attribution d’un niveau de confiance de la surveillance. Celui-ci doit se faire par élément de qualité biologique Variabilité temporelle Variabilité spatiale Variabilité humaine Robustesse données milieux Variabiité humaine (biais inter-opérateurs) Echantillonnage sur le terrain (application des protocoles) – Préparation des échantillons, tri, détermination – Développement de normes, de guides de bonnes pratiques, mise en place de formation, d’essais inter-laboratoires, etc. Exemples d’actions R&D mises en œuvre jusqu’à présent Indice phytoplancton eaux littorales Une façon de limiter les biais interopérateurs : la normalisation Normaliser, pour quoi faire ? • • • Disposer de documents de référence validés au niveau FR Renforcer formellement les outils nationaux face aux textes EU Préciser les bases de la démarche qualité Plusieurs niveaux : • • • International : ISO (Organisation internationale de normalisation) Européen : CEN (Comité Européen de Normalisation) Français : AFNOR (Association Française de NORmalisation)
